如果發射升空的實驗成功,那麼未來很快就能在太空中利用單一細胞培育出供太空人享用的牛排、馬鈴薯泥和甜點。
歐洲太空總署(ESA)正進行一項研究計劃,評估在軌道上和其他星球低重力及高輻射環境下培養所謂「實驗室培育食品」的可行性。
歐洲太空總署資助的這項研究,旨在探索如何降低供應太空人膳食的成本——目前每日可高達20,000英鎊。
參與的團隊表示,這次實驗是兩年內在國際太空站建立一個小型試點食品生產工廠的第一步。
與倫敦帝國學院合作開發該項目的沙姆蘇爾博士(Dr Aqeel Shamsul)指出,若美國太空總署(NASA)要實現讓人類成為多行星物種的目標,實驗室食品將會是關鍵。沙姆蘇爾博士是位於貝德福的「前沿空間」(Frontier Space)公司創辦人兼執行長。
他向BBC表示,「我們的夢想是在軌道及月球上設立工廠。」
「如果要提供基建讓人類能夠在太空生活和工作,我們需要在地球之外建立製造設施。」
實驗室培育食品是指在試管和大桶般的容器培育蛋白質、脂肪和碳水化合物等食材,經過加工後,使其外觀和口感像普通食品。
實驗室培育的雞肉已在美國和新加坡上市,而實驗室培育的牛排正在等待英國和以色列的批准。在地球上,這項技術被認為比傳統農業食品生產方法具有環保優勢,例如減少土地使用和降低溫室氣體排放。但在太空中,主要目的是降低成本。
研究人員進行這項實驗是因為向國際太空站運送太空人食物的成本非常高——他們估計每位太空人每天高達20,000英鎊。
美國太空總署、其他太空機構和私營企業計劃在月球、環繞軌道空間站,甚至將來的火星上建立長期項目。這意味著需要向在太空中生活和工作的數十甚至數百名太空人運送食物——根據沙姆蘇爾的說法,若透過火箭運送,成本將非常高昂。
他認為,在太空中培育食物更合理。
他告訴我,「我們可以從簡單的高蛋白馬鈴薯泥開始,再擴展到其他更複雜的食品在太空中組合製作。」
「但從長遠來看,我們可以將實驗室培育的食材放入3D打印機,並在太空站上打印出你想要的任何食物,例如牛排。」
這聽起來像《星空奇遇記》(Star Trek,星際迷航、星際爭霸戰)中的複製機,能夠從純能量中製造食物和飲料。沙姆蘇爾說,但這不再是科幻小說。
他在帝國學院位於倫敦西部的貝佐斯(Bezos)可持續蛋白質中心向我展示了一個名為「生物反應器」(bioreactor)的裝置。該裝置有一種磚紅色的混合物,在試管中冒泡。這個過程被稱為精準發酵,類似於釀造啤酒的發酵,但有所不同——「精準」是重新包裝基因工程的一種說法。
根據貝佐斯中心主任羅德里戈·萊德斯馬-阿馬羅(Rodrigo Ledesma-Amaro)博士的說法,在酵母中添加了一個基因,就可使其產生額外的維生素,透過這種方式可製作各種食材。
萊德斯馬-阿馬羅自豪地說:「我們可以製造所有製作食物的元素。」
「我們可以製造蛋白質、脂肪、碳水化合物、纖維,並將它們組合成不同的菜餚。」
作為歐洲太空總署任務的一部分,一個更小、更簡單版本的生物反應器已隨著SpaceX的「獵鷹9號」火箭進入太空。雖然有大量證據顯示,可以在地球上從細胞中成功培育食物,但這個過程能否在太空的失重和高輻射環境中實現呢?
萊德斯馬-阿馬羅和沙姆蘇爾已經將少量酵母混合物送入地球軌道,裝載在歐洲首個可回收的商業太空船「鳳凰號」(Phoenix)上的一個小型立方體衛星中。如果一切順利,它將在地球軌道上運行約三小時,然後墜落至葡萄牙外海。實驗品將由回收船打撈,並送回倫敦的實驗室進行分析。
任萊德斯馬-阿馬羅表示,他們收集的數據將用於建造一個更大、更好的生物反應器,並計劃明年將其送入太空。
然而,問題在於,這種磚紅色的粘稠物質被乾燥成粉末後,看起來明顯令人沒有食慾——甚至比太空人目前必須忍受的冷凍乾燥食物令人更沒有食慾。
這正是帝國學院的主廚發揮作用的地方。雅庫布·拉德齊科夫斯基 (Jakub Radzikowski) 是一位烹飪教育設計師,他的任務是將化學物質製成美味佳餚。
雅庫布目前還不能使用實驗室培育的食材來為人們製作菜餚,因為相關的法規許可仍在審批中。但他已經開始提前準備,利用天然真菌中的澱粉和蛋白質來開發他的食譜。他告訴我,一旦獲得使用實驗室培育食材的許可,各種菜餚都將成為可能。
「我們希望創造出熟悉的食物,讓來自世界各地的宇航員感到舒適。」
「我們可以製作任何法國菜、中國菜、印度菜。在太空中複製任何類型的美食都是可能的。」
今天,雅庫布正在嘗試一個新的食譜:辣味餃子配蘸醬。他告訴我,我可以試吃,但首席品嚐師是一位更有資格的人——英國首位太空人海倫·沙曼(Helen Sharman),她還擁有化學博士學位。
我們一起品嚐了熱騰騰的餃子。
我的看法,「它們絕對美味!」
沙曼博士的專業觀點也大同小異:「你會感受到這種味道的強烈衝擊。它真的很美味,讓人回味無窮,」她笑容滿面地說。
「我真希望當時在太空時能有這樣的食物。我在太空的時候,吃過很多保質期很長的東西:罐裝的、冷凍乾燥包裝的、管裝的。味道不錯,就是不好吃。」
沙曼更重要的觀察是關於科學的。她說,實驗室培育的食物可能對太空人更好,並且能將成本降低至實現長期太空居住的水平。
國際太空站的研究表明,太空人在太空長期執行任務期間,身體的生物化學會發生變化——荷爾蒙平衡和鐵含量改變,骨骼中的鈣質也會流失。太空人會服用補充劑來彌補,但沙曼表示,實驗室培育的食物原則上可以加入所需的額外成分。
她告訴我,「太空人往往會因為飲食缺乏多樣性和趣味性而吃得不多,導致體重減輕。」
「所以,太空人可能會更願意接受從頭開始烹飪的食物,並感覺自己真的在吃健康的食物。」
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